使用圆形力生成器的主动振动控制制造技术

使用圆形力生成器进行主动振动控制的系统、装置和方法。在一方面，一种车辆包括车架、车舱、发动机以及安装在车架上的多个振动控制装置。每个振动装置包括圆形力生成器，所述圆形力生成器包括至少一个质量块和至少一个配置成旋转所述质量块的电动机。所述振动控制装置被配置成执行主动振动控制，以减少由于发动机在运转中停用一部分汽缸而引起的车舱内的噪声和/或振动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用圆形力生成器的主动振动控制相关申请的交叉引用本申请要求于2018年3月20日提交的序列号62/645,395的美国临时专利申请的权益，其全部公开内容通过引用合并于此。
本说明书总体上涉及主动振动控制领域，并且更具体地涉及使用圆形力生成器进行主动振动控制的系统、装置和方法。
技术介绍
线性振动控制技术用于汽车应用中，以控制在低功率运行期间发动机关闭气缸时引起的振动，以便提高效率。这样做时，由于发动机现在赋予了较低的频率激励，因此汽车对于驾驶员和乘客来说可能会有不同的感觉。在V-8发动机的情况下，例如，当命令发动机关闭4个气缸并在其余4个气缸上运行时，可能会发生这种情况。这种情况发生时，其余4个气缸赋予2个发动机RPM频率，因此驾驶员和/或乘客可将其视为汽车的问题。例如，由于需要实施许多高质量的金属和稀土磁性材料，因此通常将用于宽频率应用的线性技术调整到低于该工作范围，这会使该技术笨重且昂贵。线性技术的性能受到限制，无法在较宽的频率范围内控制复杂的运动。汽车制造商发现，为了在各种不同的车辆配置上使用该技术，他们必须重新调整致动器的方向以获得更好的性能。这些大频率范围内的运动非常复杂，并且随着车辆结构配置的变化而发生显著变化。这样，一些制造商可能难以将其付诸流水线生产线，因为他们必须根据车辆配置(例如，变化的驾驶室配置、卡车底盘长度等等)来实施一组复杂的致动器方向。
技术实现思路
本说明书描述了使用圆形力生成器进行主动振动控制的系统、装置和方法。在一个方面，车辆包括车架、车舱、发动机以及安装在所述车架上的多个振动控制装置。每个振动装置包括圆形力生成器，所述圆形力生成器包括至少一个质量块和至少一个配置成旋转所述质量块的电动机。所述振动控制装置被配置成执行主动振动控制，以减少由于发动机在运转中停用一部分汽缸而引起的车舱内的噪声和/或振动。在车辆中的激励是圆形的情况下，例如在发动机驱动轴的情况下，与线性技术相比，CFG技术被更好地配备成在车辆内生成和控制圆形激励。在另一方面，用于主动振动控制的系统包括数据通信网络和振动控制装置。每个振动控制装置包括壳体、处于所述壳体内的圆形力生成器以及处于所述壳体内的控制系统。所述圆形力生成器包括至少一个质量块和至少一个配置成旋转所述质量块的电动机。所述控制系统包括电动机控制电路、至少一个处理器、和存储系统级主动振动控制例程的存储器。所述电动机控制电路被配置用于控制所述电动机以产生命令指定的旋转力。所述振动控制装置被配置成在数据通信网络上通信，以选择所述振动控制装置之一作为主振动控制装置，从而使所述主振动控制装置的处理器执行所述系统级主动振动控制例程并向其他振动控制装置发送力命令，以使得所述振动控制装置共同产生振动抵消力。在另一方面，用于主动振动控制的系统包括车辆通信网络和振动控制装置。每个振动控制装置包括壳体、处于所述壳体内的圆形力生成器以及处于所述壳体内的控制系统。所述圆形力生成器包括至少一个质量块和至少一个配置成旋转所述质量块的电动机。所述控制系统包括电动机控制电路、至少一个处理器、和存储将车辆状态与力命令相关联的查询表的存储器。所述电动机控制电路被配置用于控制所述电动机以产生命令指定的旋转力，并且所述控制系统被配置成在所述车辆通信网络上接收车辆状态数据并使用所述车辆状态数据通过所述查询表确定用于所述圆形力生成器的力命令。附图说明图1A-C示出了配备有使用圆形力生成器的主动振动控制系统的车辆。图2A-F示出了示例CFG。图3是示例振动控制装置的框图。图4是示出示例振动控制例程的框图。图5A-C使用发动机RPM曲线图示出了振动控制装置在即将进行的换档之前改变力命令的效果。具体实施方式本说明书描述了使用圆形力生成器进行主动振动控制的系统、装置和方法。圆形力生成器(CFG)技术克服了至少一些与线性技术相关的限制。与线性力技术相比，CFG生成的平面力(和力矩)可以更轻松地以复杂的结构响应控制振动，尤其是在较大的工作频率范围内以复杂的结构响应控制振动。图1A-C示出了车辆100，其配备有使用圆形力生成器的主动振动控制系统。车辆100可以是任何适当类型的汽车，例如小汽车或卡车。为了说明的目的，车辆100被示为皮卡车。图1A是叠置在车辆100的俯视图上的主动振动控制系统的框图。车辆100包括车架102、发动机104、变速器106和车辆控制系统108。车辆100包括线束110和安装在车架102上并耦合至线束110的多个振动控制装置112a-e。线束110可使用任何适当的布线系统来实现，以便向振动控制装置112a-e提供数据和/或电力。每个振动控制装置112a-e可以从车辆100接收电力(例如，12伏的电力)，并且在某些情况下，每个振动控制装置112a-e可以单独访问模拟发动机转速计信号。所述振动控制装置被配置成执行主动振动控制，以减少由于发动机104在运转中停用一部分汽缸而引起的车舱118内的噪声和振动。每个振动控制装置112a-e都包括圆形力生成器(CFG)。CFG是包括至少一个质量块和至少一个配置成旋转所述质量块的电动机的装置。图1B是示出示例性CFG114的立体图的示意图。图1B示出了CFG114的自旋方向116。下面参考图2A-F进一步描述圆形力生成器的示例。每个振动控制装置112a-e还包括用于控制所述圆形力生成器的控制系统。所述控制系统包括电动机控制电路，所述电动机控制电路被配置用于控制所述电动机以产生命令指定的旋转力。下面参考图3进一步描述振动控制装置的示例。图1C是示出车辆100的侧视图以及三个示例CFG120a-c在车架102上的布置的示意图。通常，可以将CFG120a-c放置在车辆100上的任何适当位置，并且可以选择CFG120a-c的数量和位置以满足特定类型车辆的设计要求。如图1C所示，两个CFG120a-b在车辆100的一侧沿着车辆100的长度安装在相反的方向上，并且一个CFG120c沿着车辆100的宽度垂直于其他CFG120a-b地安装。CFG技术可以比线性技术更有效地工作，因为它可以在较大的工作频率范围内以复杂的结构响应产生抵消运动。线性技术旨在仅仅生成线性力。CFG技术可用于产生更复杂的平面力，这些平面力不仅可具有可控制的力大小，而且可进行分配以更好地结合车架/车辆结构的复杂操作偏转形状，而不必根据车辆配置进行重新定向。CFG技术可以以多种方式实现。CFG技术可以通过由2个单独的电动机驱动的2个同向旋转的偏心质量块来实现，其中，所述电动机在控制频率下旋转，并且每个偏心质量块的大小和相位都由并置的电动机控制电子设备控制。在一些示例中，中央系统控制器与系统中的每个CFG通信以指定相对于发动机转速计的相对相位和力大小。中央系统控制器驱动每个CFG一起工作，以减少车辆车舱内的噪音和/或振动。在图1A所示的示例中，车辆100没有中央系统控制器，所述中央系统控制器可以通过如下文进一步描述的各个振动控制装置112a-e的适当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，其包括：/n车架；/n车舱；/n发动机；以及/n安装在所述车架上的多个振动控制装置，每个振动控制装置包括圆形力生成器，所述圆形力生成器包括至少一个质量块和至少一个配置成旋转所述质量块的电动机，其中，所述振动控制装置被配置成执行主动振动控制，以减少由于所述发动机在运转中停用一部分汽缸而引起的所述车舱内的噪音和/或振动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180320 US 62/645,3951.一种车辆，其包括：
车架；
车舱；
发动机；以及
安装在所述车架上的多个振动控制装置，每个振动控制装置包括圆形力生成器，所述圆形力生成器包括至少一个质量块和至少一个配置成旋转所述质量块的电动机，其中，所述振动控制装置被配置成执行主动振动控制，以减少由于所述发动机在运转中停用一部分汽缸而引起的所述车舱内的噪音和/或振动。


2.根据权利要求1所述的车辆，其中，每个振动控制装置包括嵌套的成对转子和控制系统，所述控制系统包括：电动机控制电路、加速度计、至少一个处理器、以及存储主动振动控制例程的存储器，其中，所述电动机控制电路被配置用于控制所述电动机以产生命令指定的旋转力。


3.根据权利要求1所述的车辆，其包括耦合至车辆控制系统的数据通信总线，其中，每个振动控制装置被耦合至所述数据通信总线，并且被配置成在所述数据通信总线上接收车辆状态数据，所述车辆状态数据包括以下数据中的一个或多个：车速、变速器档位、发动机转速和发动机扭矩。


4.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述振动控制装置中的至少一个被配置成使用所述车辆状态数据来确定即将进行换档，并且作为响应，在即将进行的换档之前改变用于所述圆形力生成器的力命令。


5.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述振动控制装置中的至少一个包括至少一个处理器和存储器，所述存储器存储将多个车辆状态与多个力命令相关联的查询表，并且其中，所述至少一个振动控制装置被配置成使用所述车辆状态数据利用所述查询表来确定用于所述圆形力生成器的力命令。


6.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述振动控制装置被配置成彼此通信以选择所述振动控制装置之一作为主振动控制装置，从而使所述主振动控制装置的处理器执行系统级主动振动控制例程并向其他振动控制装置发送力命令，以使得所述振动控制装置共同产生振动抵消力。


7.根据权利要求1所述的车辆，其中，每个振动控制装置包括至少一个处理器和存储器，所述存储器存储将多个车辆状态与多个力命令相关联的查询表，其中，每个振动控制装置被配置成使用车辆状态数据利用所述查询表来确定用于所述圆形力生成器的力命令。


8.根据权利要求1所述的车辆，其中，每个振动控制装置包括振动传感器，并且每个振动控制装置被配置成使用来自所述振动传感器的传感器数据来确定用于所述圆形力生成器的力命令。


9.一种用于主动振动控制的系统，所述系统包括：
数据通信网络；以及
多个振动控制装置，每个振动控制装置包括：
壳体；
处于所述壳体内的圆形力生成器，所述圆形力生成器包括至少一个质量块和至少一个配置成旋转所述质量块的电动机；
处于所述壳体内的控制系统，所述控制系统包括电动机控制电路、至少一个处理器、和存储系统级主动振动控制例程的存储器，其中所述电动机控制电路被配置用于控制所述电动机以产生命令指定的旋转力；
其中，所述振动控制装置被配置成在所述数据通信网络上进行通信以选择所述振动控制装置之一作为主振动控...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·诺里斯，S·巴尔布列斯库，M·比贝尔，
申请(专利权)人：洛德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US